席金合

大家設想一下，倘若制造一個飛行器，將其送入500 千米外的近地太空，并以每小時4 萬千米的速度環(huán)繞地球飛行，那么，這個飛行器肯定是用耐熱合金制造的，至少也是輕質(zhì)聚合物，但決不可能是木頭做的。然而，如果你這樣想，那就錯了！

必須明白，由不可能到可能，是一切科學技術實現(xiàn)重大突破的慣例。當年，世界著名發(fā)明家愛迪生，竟然想著用竹子細絲做電燈絲，人們都覺得太離奇，認為根本不可能。但愛迪生經(jīng)過反復試驗，居然取得讓人意想不到的成功。

實際上，木頭與竹子差不多，主要成分都是優(yōu)質(zhì)植物纖維。于是，有人用木頭做了更大的“文章”。2023 年6 月初，日本京都大學和住友林業(yè)公司向外鄭重公布，他們成功研制出一款大小為10 厘米見方的木質(zhì)外殼衛(wèi)星，將于2024 年3 月發(fā)射升空。

木頭是用來制作桌椅、板凳或其他家具的。不難想象，用它制作成的汽車或飛機等機械裝備，在高速運行中會散了架，而用來制造衛(wèi)星，可行嗎？面對公眾的疑慮，該項目負責人、京都大學教授兼宇航員土井隆雄解釋說：“由于太空沒有雨水、昆蟲和細菌，因此無需擔心木材腐爛；而且木頭比金屬質(zhì)輕，可以有效減少衛(wèi)星的重量，節(jié)約發(fā)射燃料。在未來，木頭可能是理想的航天用材?！?/p>

通常，飛行中的人造衛(wèi)星等航天器報廢后，在墜入大氣層劇烈燃燒時，會產(chǎn)生大量金屬顆粒，對大氣環(huán)境造成不良影響；更嚴重的是，天上飛行的飛機或航天器，若遇到這種金屬顆粒，可能會造成電路異常，引發(fā)惡性航天事故。而用木頭制造衛(wèi)星外殼，則能避免這一弊端。

早前，該研發(fā)團隊曾在國際空間站外，將一組不同品種的木板暴露在太空中，經(jīng)過300 多天的宇宙射線強烈輻射，幾乎沒有發(fā)生任何變化；其中有一種木板更是安然無恙，它來自日本的木蘭樹。因此，他們決定用這種木頭來制造衛(wèi)星。那么，這個10 厘米見方的木殼袖珍型衛(wèi)星，能否經(jīng)得住太空極端環(huán)境的考驗？讓我們拭目以待。

大家知道，人造衛(wèi)星每90 分鐘就能圍繞地球運轉一周，也就是接受日照大約45分鐘后，又避開太陽45 分鐘。這樣循環(huán)往復下去，衛(wèi)星就會頻繁地在120℃和零下150℃的懸殊溫度之間交替變化，從而不停地急劇膨脹和快速收縮，這將會導致衛(wèi)星的木質(zhì)外殼從黏合處開裂，后果不堪設想。此外，沒有空氣的太空環(huán)境，還會使木材中的水分完全消失，從而出現(xiàn)干裂。因此，制造衛(wèi)星外殼時，不能使用釘子和黏合劑，而用類似卯榫結構進行拼合。

實際上，首先想到用木頭制造衛(wèi)星的并非日本人，而是芬蘭一位航天愛好者亞里·梅基寧。他不僅是科學記者，還是一家名為“北極宇航員”公司的老板。該公司銷售方盒形袖珍衛(wèi)星的復制品，供航天專業(yè)院校教學使用和太空愛好者賞玩。

梅基寧從小喜歡制作飛機和航天器等模型，常用木頭做零部件；長大后，又擔任過太空教學工作。這樣的經(jīng)歷讓他產(chǎn)生了一個奇妙的靈感：用木材做一顆微型衛(wèi)星。2017 年，他聘請了一位航天專家為首席工程師，開始設計、研制，進展十分順利。很快，一款功能齊全的微型木質(zhì)衛(wèi)星出籠；接著，又對其進行改進、升級，最終借助美國的“火箭實驗室”將其送上太空。

這顆10 厘米見方的盒狀衛(wèi)星，重1 千克，攜帶著9 個小型太陽能電池。讓人深感意外的是，它的外殼材料就是用木頭加工而成的膠合板。該衛(wèi)星外殼的非木質(zhì)部分是安裝在一個角上的鋁欄桿，還有一個金屬自拍桿。此外，衛(wèi)星裝載著歐洲航天局制造的傳感器，用以研究木質(zhì)材料在太空中的承受力和耐受力；還有一個污染傳感器，主要探測宇宙塵埃對木質(zhì)表面的影響。

由于太空中的微量氧氣等氣體被太陽紫外線輻射后，會分解成活性極強的原子，對含水木材具有很強的腐蝕作用，甚至使其變軟變黑，因此，普通膠合板太潮濕，不適合太空使用。于是，研制者把木材進行一系列特殊加工：先放在熱真空室內(nèi)烘干，再加上一層非常薄的封裝電子產(chǎn)品的原料，以此除掉內(nèi)部的有害水蒸氣，最后刷上油漆，以防衛(wèi)星木質(zhì)外殼被腐蝕。

結實牢靠的金屬材料那么多，卻用木頭制造衛(wèi)星，聽起來很瘋狂，還似乎有點鬧著玩。其實，這樣做并非兒戲，而是一種有益的科學探索，會激發(fā)人們共同關注和參與太空事業(yè)的興趣。如果這種大膽的嘗試取得圓滿成功，必將充分證明，經(jīng)過特殊處理的木材是廉價而方便的航天器替代材料。在不久的將來，一旦大批的全木質(zhì)衛(wèi)星被送入軌道工作，將對節(jié)約資源和保護環(huán)境具有重要意義。